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第2讲 细胞中的元素和化合物 细胞中的无机物,第一单元 细胞及分子组成,考纲考频 1水和无机盐的作用 (3年6考) 2.实验：检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质(3年11考),第一单元 细胞及分子组成,一、组成细胞的元素和化合物 1组成细胞的元素,自然界,C、H 、O 、N 、P 、S 、K 、Ca 、Mg,Fe 、Mn 、Zn 、Cu 、 B 、Mo,C,C 、H 、 O 、N,化合物,蛋白质和核酸,水,蛋白质,二、生物组织中糖类、脂肪和蛋白质检测的原理连一连,三、细胞中的无机物 1细胞中的水 (1)存在形式：_和_。 (2),自由水,结合水,化学反应,液体环境,营养物质和代谢废物,离子,复杂化合物,生命活动,思考 ： 所有的色素分子都含有Mg2吗？ 提示：只有叶绿素分子中含Mg2。,1(2015陕西长安一中质检)下图为原生质的组成成分，如果该图表示的是原生质的各种化学元素，则A应该是什么？如果该图为原生质的化合物，则A应该是什么？如果该图是已经完全脱水后的原生质，则A应该是什么( ) 碳 氧 水 无机盐 葡萄糖 蛋白质 A B C D,C,解析：占细胞鲜重最多的元素是氧元素，其次是碳元素； 占细胞鲜重最多的化合物是水，其次是蛋白质；占细胞干重 最多的化合物是蛋白质。,2在下列生理状态下，细胞内自由水与结合水比值增加的是( ) A细胞衰老 B作物越冬 C种子萌发 D细胞质壁分离 解析：自由水与结合水比值增加时，细胞的代谢将加强(如处于萌发状态的种子)。而A、B两种 状态 的代谢 水 平 都 将 降低，D失去的主要是自由水。,C,3(2015宿州、亳州一检)下列关于无机盐的叙述中正确的是( ) A细胞中的无机盐主要以化合物的形式存在 B人体内环境的渗透压主要来源于Na、Cl C细胞合成ATP、核酸、核糖等物质时均需要磷酸盐 D贫血症患者的病因是体内缺少Fe2 解析：细胞中的无机盐主要以离子的形式存在,A项错误。 核糖仅由C、H、O三种元素组成，C项错误。贫血症患者的 病因有多种，如红细胞数目低于正常人也会造成贫血，但体 内不缺乏Fe2，D项错误。人体内环境的渗透压90%以上 来 源于Na、Cl，B项正确。,B,C,解析：糖尿病患者的尿液中加入斐林试 剂后，液 体呈 现 蓝色，加热后出现砖红色；在脂肪的鉴定实验中，用50%的酒精洗去浮色；将斐林试剂中的CuSO4溶液稀释五倍后，可用于唾液淀粉酶(蛋白质)的鉴定；鉴定豆浆中 的蛋白质时，先加NaOH 溶 液1 mL，振 荡后加入少量的(34滴) CuSO4 溶液，观察颜色变化。,考点一 以化合物的元素组成为依托，考查组成细 胞的元素的种类和功能,考点二 结合细胞代谢，考查水和无机盐的存在形 式和生理,考点三 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质,考点一 以化合物的元素组成为依托，考查组成细胞的元素的种类和功能 甲图为细胞中元素的分类图示，乙图为生物界与非生物界的统一性和差异性，请完善下图,甲图,基本,主要,微量,大量,S P,Fe Mn B Zn Cu,乙图,元素,含量,1由甲图分析： (1)分类依据：大量元素和微量元素的分类是依据元素在生 物体内的_，而不是_。微量元素含量虽少，但其生理作用却不可替代。 (2)分类范围：大量元素和微量元素的划分是依据生物界中生物的整体情况，具体到某一种生物可能有一定的_。 (3)分类来源：组成生物体的常见的20多种化学元素是指_元素，生物体内可能含一些非必需元素，如人体可能含Pb。,含量,生理作用,差别,必需,2由乙图分析： (1)统一性：组成生物体的化学元素在_中都 可以找到，没有一种是_。 (2)差异性：尽管组成生物体的化学元素在无机环境 中都可以找到，但与无机环境中的相应元素的_又有一 定 的 差别。 (3)细胞统一性和差异性的体现：不同生物体内所含的化学 元素的种类_，但在不同生物体内同种元素的含量差别_；同一生物体内不同组织细胞 中各元 素 的含 量_。,无机环境,生物体所特有的,含量,基本相同,较大,也不相同,深度思考,2下表是几种细胞中6种大量元素的百分比含量,(1)人的活细胞中含量最高的元素是哪种？为什么？ _ (2)由表中数据可以看出，在玉米细胞(干重)中所占比例明显高于人细胞(干重)中的元素是氧，发生这种差异的一个主要原因是组成玉米细胞的化合物中哪种成分较多？ _,提示：1.C、H、O、N、P。 2(1)O。活细胞中含H2O较多。 (2)糖类。,1(2015山东济宁模拟)下图1是细胞中3种化合物含量的扇形图，图2是有活性的细胞中元素含量的柱形图，下列说法不正确的是( ) A若图1表示正常细胞，则甲、乙化合物共有的元素中含量最多的是a B若图1表示细胞完全脱水后化合物含量的扇形图，则甲化合物中含量最多的元素为图2中的b,.,C,C图2中含量最多的元素是a，这与细胞中含量最多的化合物无关 D若图1表示正常细胞，则乙化合物具有多样性，其必含的元素为C、H、O、N 解析：正常细胞中含量最多的是水，其 次是蛋白质。有活性的细胞中元素含量最多的是氧，其次是碳,再者是氢.因此甲、乙分别为H2O和蛋白质，a、b、c分别为氧、碳、氢. H2O和蛋白质共有元素为H、O，而O在活细胞中含量最多;细胞脱水后含量最多的是蛋白质，因此在脱水的细胞中甲 为 蛋白质，蛋白质是以碳元素为骨架建立的大分子物质,其中 碳含量最多；细胞中含量最多的元素是氧,这与细胞中水的含量有关;蛋白质具有多样性，其必含的元素为C、H、O、N。,B,归纳提炼 判断元素和化合物时需要明确四点 (1)判断元素的含量时，要明确是鲜重还是干重。如判断细胞中含量最多的元素时，鲜重时氧元素最多、干重时碳元素最多。 (2)判断元素的差异时，要明确是种类还是含量。因为组成不同细胞的化学元素，在种类上差别不大，但在含量上相差很大。,(3)判断化合物元素组成时，要明确每种化合物的化学本质。糖类：C、H、O。脂质：主要为C、H、O，有的还含N和 P。蛋白质：基本元素为C、H、O、N，有的还含S、Fe。核酸：C、H、O、N、P。 (4)判断微量元素时，要明确含量和是否是生物体所必需。微量元素含量很少并且是生物体所必需。含量少但不是生物体所必需的不是微量元素，如人体内可能含有的汞或镉。,考点二 结合细胞代谢，考查水和无机盐的存在形式和生理功能 1结合下图探究以下问题,(1)探究自由水/结合水的比值与新陈代谢、生物抗逆性的关系 比值越大，生物新陈代谢_，但其抗逆性_;反之，生物新陈代谢_，但抗逆性_。 (2)探究自由水和结合水的转化 自由水和结合水在一定条件下存在着动态转化，自由水 和 结合水的转化受_和_的影响，细胞内代谢越旺盛，_含量相对越多。,越旺盛,下降,缓慢,增强,代谢强度,温度,自由水,(3)水在生产中的应用 种子贮存前，先要晾晒，目的是减少_的含量，降低种子的代谢速率，以延长种子的寿命。 越冬作物减少灌溉，可提高作物对_。 (4)气温过低，植物对无机盐的吸收量_。,自由水,低温的抗性,减少,2无机盐生理功能的验证方法 (1)对照组 植物完全培养液正常生长 (2)实验组,加入X盐,深度思考 1.脂质和蛋白质等都是细胞的结构物质，水也是细胞的结构物质吗？ _ 2.生命活动离不开水，下图中进行的场所分别是什么? _,3.上述无机盐生理功能验证方法实验组用缺素培养液， 对照组能用蒸馏水做对照吗？实验组加入X盐 的 目的 是 二 次 对照，属于哪种对照类型？ _ 4.实验中应保证实验材料哪些方面的统一性？(举例) _,提示：1.是。如结合水。 2线粒体内膜、核糖体、类囊体薄膜。 3不能，对照组用全素培养液。前后对照。 4如材料的种类、生长状况一致等。,3. (原创) 2014年入夏以来我国的河南、辽宁、 山东等省区出现特大旱情，尤其是在河南， 大面积的农作物面临绝产、许多地方的牲 畜饮水困难。由此可以看出生物体的生命 活动离不开水。下列关于水的叙述，错误的是( ) A在最基本生命系统中，结合水越多，抗旱性越强 B细胞发生癌变，其自由水含量较正常细胞的低 C有氧呼吸时，H2O中的氧原子可以转移至二氧化碳中 D细胞中产生水的细胞结构有线粒体、叶绿体、核糖体和细胞核等,B,解析：细胞是最基本的生命系统，结合水比例越大，抗旱 性越强，A项正确；癌细胞能无限增殖，细胞内代谢 比正 常 细胞旺盛，因此自由水含量较正常细胞高，B项错误；有 氧 呼吸第二阶段反应物H2O中的氧原子可以转移至二氧化 碳中,C项正确；有氧呼吸第三阶段产生水，光合作用过程产 生水,氨基酸的脱水缩合也会产生水，脱氧核苷酸脱水缩合形成DNA也会产生水，D项正确。,4(2015山东潍坊模拟)下列关于无机盐的叙述， 错 误 的 是( ) A铁是合成血红蛋白不可缺少的成分 B所有蛋白质中都含有硫元素 C植物缺镁会影响光合作用 D食盐中加碘可预防地方性甲状腺肿 解析：并非所有蛋白质都含有S元素。,B,归纳提炼 (1)细胞代谢产生水的结构和过程,暗反应合成有机物,有氧呼吸的第三阶段,氨基酸的脱水缩合,合成纤维素,DNA复制、转录,合成糖原,ADP生成ATP,考点三 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质,砖红色沉淀,红色,紫色,2实验步骤 (1)还原糖的检测： 选材：含糖量较高、_的植物组织 制备组织样液：制浆一层纱布过滤取滤液 颜色反应： 结论：组织样液中含有_,白色或近于白色,刚配制的斐林试剂,砖红色沉淀,还原糖,(2)脂肪的检测： 方法一：花生种子匀浆3滴苏丹染液_ 方法二： 取材：花生种子(浸泡，去掉种皮)，将子叶切成薄片 ,观察：先在_下寻找已着色颗粒，再用_观察 结论：圆形小颗粒呈_，证明有脂肪存在,橘黄色,苏丹染液,酒精溶液,蒸馏水,低倍显微镜,高倍显微镜,橘黄色,(3)蛋白质的检测： 选材与制备：蛋清稀释液或豆浆滤液 结论：组织样液中存在_,4,紫色,蛋白质,深度思考 1在检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质的实验中，对于选材有什么要求？ _ 2蔗糖溶液中加入斐林试剂后呈现什么颜色？ _,3检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质的实验中，哪些实验需要加热？哪些实验需要用显微镜观察？ _ 4斐林试剂与双缩脲试剂成分相同，但在使用时，斐林试剂甲液与乙液必须混合使用，而双缩脲试剂则先滴加A液 ， 再滴加B液，请分析原因。 _,提示：1.主要有两个方面的要求： (1)含量较高，如检测还原糖时宜选用苹果，苹果含大量还原糖，不能选择甘蔗、甜菜等，因为这两种实验材料中含蔗糖较高，蔗糖不具有还原性。 (2)颜色为白色或浅色。白色或浅色的材料可以避免材 料 本身的颜色遮盖反应结果，如检测还原糖时一般不选择西瓜,检测蛋白质时一般不选择血红蛋白等。 2蔗糖属于非还原糖，不与斐林试剂发生反应。观察 到 的现象不是无色，而是浅蓝色Cu(OH)2的颜色。,3只有检测还原糖的实验需要加热，且实验中需要用温水浴加热，不能用酒精灯直接加热。只有检测脂肪的实验需 要 用显微镜观察。 4两个实验的反应原理不同，所以使用方法不同。(1)检 测还原糖：反应原理是Cu(OH)2与还原 糖反 应生成 砖 红 色 的Cu2O沉淀，所以先将甲液和乙液混合生成Cu(OH)2后再 与还原糖反应。 (2)检测蛋白质：反应原理是肽键在碱性环境中与Cu2反应产生紫色络合物，所以先滴加A液的目的是制造碱性环境。,5.某生物兴趣小组在野外发现一种组织颜色 为白色的不知名野果，该小组把这些野果带 回实验室欲鉴定其中是否含有还原糖、脂肪 和蛋白质，下列叙述正确的是( ) A对该野果进行脂肪的鉴定实验不一定使用显微镜 B若对该野果的组织样液中加入斐林试剂并水浴加热出现较深的砖红色，说明该野果中含有大量的葡萄糖 C进行蛋白质的鉴定时可用斐林试剂的甲液和乙液代替双缩脲试剂A液和B液，因为它们的成分相同 D进行还原糖鉴定实验结束时将剩余的斐林试剂装入棕色瓶，以便长期保存备用,A,解析：脂肪的鉴定可以用含脂肪的组织样液加入苏丹直 接观察，不需要使用显微镜，A项正确；向该野果的 组织样 液中加入斐林试剂并水浴加热出现较深的砖红色，说明 该野 果中含有大量的还原糖，而不能确定是葡萄糖，B项 错 误； 双缩脲试剂和斐林试剂的成分相同，但成分的浓度 不同 ，C 项错误；斐林试剂使 用时 是将NaOH和CuSO4混 合 后 立 即 使用，不能长期放置，D项错误。,6下列四项是对有关混合液在适宜条件下发生反应后现象的描述，其中正确的是( ),B,解析：淀粉酶将淀粉水解，因此混合液遇碘液后不变蓝色,A项错误；由于蛋白酶的化学本质为蛋白质，因此混合液 可 与双缩脲试剂反应呈现紫色，B项正确；淀 粉酶 不 能 分 解 蔗糖，因此混合液遇斐林试剂后无颜色反应，C项错误； 脂 肪酶将脂肪分解，因此混合液遇苏丹染液后无颜色 反应 ，D项错误。,归纳提炼 (1)斐林试剂与双缩脲试剂的“四个不同” 浓度不同：二者成分中CuSO4的浓度不同。 使用方法不同：斐林试剂是甲、乙液等量混合后使用， 双缩脲试剂是先加A液后加B液。 使用条件不同：斐林试剂需水浴加热，而双缩脲试剂不 需要加热。 实验现象不同：斐林试剂检测还原糖，产生砖红色沉淀 ;双缩脲试剂检测蛋白质，产生紫色物质。,(2)三类有机物检测在操作步骤上的差异 唯一需要加热还原糖检测，且必须水浴加热，不 能 用酒精灯直接加热。若不加热，则无砖红色沉淀出现。 可能需要显微镜脂肪检测。 混合后加入斐林试剂；分别加入双缩脲试剂(先加A液，后加B液，且B液不能过量)。,易错点1 认为生物体内大量元素的重要性大于微量元素 点拨 无论是大量元素还是微量元素，都是生物体必需的元素。微量元素虽含量少，但其生理作用却不可替代，如Zn是DNA聚合酶和RNA聚合酶的辅酶成分，缺Zn将导致DNA复制和RNA合成不能正常进行。,易错点2 认为生物体内的各种元素的种类和含量都相同 点拨 (1)组成不同生物的化学元素种类基本相同，但各种元素的含量相差较大，如人与玉米、人与大肠杆菌。 (2)同一生物体内的不同细胞元素的含量也不相同。人体甲状腺细胞内含I较多，红细胞内则含Fe较多。,易错点3 认为细胞内含量最多的元素是碳 点拨 细胞内含量最多的元素是氧而不是碳(组成细胞干重最多的元素是碳)。 易错点4 认为自由水比结合水作用大 点拨 自由水、结合水的作用都非常大，两种水在不同时期的作用各有侧重。,1判断下列有关组成细胞的元素和化合物的叙述 (1)(2013重庆卷T1A)在人体活细胞中氢原子的数目最多。 ( ) (2)(2012江苏卷T1A)细胞中一种元素的作用能被其他元素替代。( ),2判断下列有关生物组织中糖类、脂肪和蛋白质的叙述 (1)(2014山东卷T4A)鉴定待测样液中的蛋白质时，先加 NaOH溶液，振荡后加入CuSO4溶液。( ) (2)(2013重庆卷T3A)马铃薯块茎捣碎后的提取液可检测出 蛋白质。( ) (3)(2012安徽卷T1D)以新鲜洋葱鳞片叶内表皮为材料，经苏丹染色，可观察到橘黄色颗粒状的蛋白质。( ) (4)(2012上海卷T3C改编)食物中脂肪用苏丹染液染色后,呈橘黄色。( ),3判断下列有关水和无机盐的叙述 (1)(2014海南卷T5D)同种植物萌发种子的含水量和休 眠种 子的相同。( ) (2)(2013新课标卷T2A)叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素。( ) (3)(2013海南卷T1B)血红蛋白含有铁元素。( ) (4)(2011上海卷T13A)生长在含盐量高、干旱土壤中的盐生植物，通过液泡中贮存大量的Na而促进细胞吸收水分， 说 明Na参与调节渗透压。( ),
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